УДК 553

Характеристика золотоносных аллювиальных отложений в Восточном районе Бетаре-Оя в Камеруне

Сиссоко Билли Нанкуман – аспирант Инженерной академии Российского университета дружбы народов.

Аннотация: Полевые исследования (расположение скважин золота, отбор проб различных слоев заполняющих карьер осадочных толщ, планирование отложений), литолого-стратиграфические исследования, гранулометрический анализ и условия отложения выявили характерную восходящую последовательность обогащения на всех участках 8-метровой длины скважин золота в бассейне Бетаре-Оя. Типичный профиль имеет толщину 2,5–4,5 м и состоит из 30–50 см слоя органического верхнего слоя почвы, под которым находится 1,5 м красновато-коричневого сапролите без золота, который подстилается 1,5 м песчаной части. Лито-стратиграфические исследования и гранулометрический анализ позволили установить, что гравийный слой толщиной 1,4 м с преобладанием кварца состоит из валунов (275 мм), булыжников (2-<20 мм) и суб-округлых булыжников (28–38 мм), смешанных с песком (0,9–1,5 мм) и илом (0,01–0,02 мм). Пирит, халькопирит и арсенопирит являются второстепенными минералами и могут рассматриваться как предшественники Au (As, Fe, Cu). Этот слой перекрывает Палеопротерозойский породы фундамента (серия Ньянга) и перекрывается плохо отсортированным песчаным слоем, содержащим округлые беловатые зерна кварца и фракции плагиоклаза (Ca, Na), незначительные алевриты (0,02–0,2 мм), гравий и полевой шпат (K), выщелоченный из гранитных плутонов вдоль сдвиговых зон региона. Сапролитовыми горизонт, лежащий над песчаным слоем, образовался в результате выветривания и выщелачивания пород фундамента в теплых, влажных климатических условиях. Судя по количеству золотых зерен, слой гравия является основным продуктивным горизонтом. Его верхний слой (0,5 м) содержит 2 грамм Au на тонны отобранного материала, тогда как нижний слой толщиной 1 м содержит до 34 грамм Au на тонны и 13 г грамм на тонны отобранного материала. Далее следует песчаный слой со средним содержанием 2 грамм Au на тонны, что свидетельствует о частичном выщелачивании первичных минерализованных пород. Концентрация Au на глубине в слоях песка и гравия обусловлена физической и химической ремобилизации Au во вторичной среде осадконакопления. Au находится под литологическим контролем и может быть важным фактором разведки в районе исследования.

Ключевые слова: Бетаре-Оя, соотношение сторон, содержание Au, аллювиальные отложения, бассейн Пул-Апарт.

Введение

Все работы в восточном Камеруне до 2000 года ограничивались региональными геологическими исследованиями и незначительной разведкой полезных ископаемых (Fe и Ni-Co). Первый отчет о золоте в восточном Камеруне был написан [13], хотя драгоценный металл традиционно добывается уже несколько десятилетий. Нынешний интерес к золоту в регионе связан с пересмотром камерунских правил добычи полезных ископаемых в 2016 году. Это привело к своеобразной золотой лихорадке в Батури, Гаруа-Булайе и районе Бетаре-Оя [2]. В этом районе возникло восемнадцать (18) небольших золотых карьеров. Двенадцать карьеров являются действующими, а шесть заброшены. Золото является россыпным с признаками первичного накопления в различных кварцевых жилах [11]. Вторичное россыпное золото обычно встречается в протерозойских мета осадочных породах серии Лом [3]. Потенциал золота относительно высок: 0,39 - 4,5 г/т после [ 4 ], но методы извлечения золота, основанные на традиционных комбинированных методах отделения тяжелых фракций минералов от легких фракций с использованием ручных гравитационных встряхивающих столов или промывки и взбивания аллювиального материала, транспортируемого из ручьев, и гораздо более современного использования электрических встряхивающих столов, классификаторов и сепараторов, не подходят и требуют усовершенствования.

Необходимо активизировать разведку золота и разнообразить методы исследования. В этом контексте необходимо понять условия осадконакопления и седиментации в бассейне Бетаре-Оя и определить важные геотехнические параметры золотоносных отложений. Эта работа поможет определить условия седиментации, литологическую обстановку, размер зерен, соотношение сторон гальки в горизонтах Au, а также их толщину и, наконец, подсчет золотых зерен в различных горизонтах, чтобы оптимизировать извлечение золота из отложений. Они могут быть использованы в качестве основы для разведки и извлечения золота в Ломском бассейне и, в частности, на исследуемой территории.

Региональная геология

Район Бетаре-Оя является частью Нео протерозойских вулканогенно-осадочных формаций Камеруна или сланцевых поясов, известных как серия Нижний Лом [16] [18]. Эти формации залегают несогласно на Панафриканском фундаменте, который состоит из мигматитов и гранитных и ортогнейсов пород, богатых биотитом. Они приурочены к сдвиговым зонам, направленным на северо-северо-запад, как часть системы сдвиговых зон Центральной Африки и Камеруна [7], вдоль которых распространены гранитные плутоны (Рисунок 1). Золоторудное месторождение Бетаре-Оя расположено в крупной сдвиговой зоне, представляющей собой экстенсивные рельефы, косой по отношению к линии разлома Санага. Эта структура является трансляционной, расположенной в пределах грабенов и горстов, сформированных во время министерского сдвига, с характеристиками, схожими с характеристиками рифовых бассейнов [7] [9]. Этот бассейн, вероятно, был заполнен эродированным и перемещенным материалом из золотоносных кварцевых жил N30 E-N40-E [4] и слегка метаморфизованных кварцитов и гранитоидов [9]. Россыпное золото встречается в толщах осадочных породах, залегающих в биотитовых, серицитовых и хлоритовых сланцах, а также в кварцитах и сланцах [17] [2].

Рисунок 1. Геологическая карта Бетаре-Оя и окрестностей.

Осадочные толщи Ломского бассейна

Современный Ломский бассейн состоит из толща осадочных пород с низким содержанием золота и обломочных вулканических сланцев с некоторыми золотоносными толщами, обычно связанными с подчиненными конгломерат видными кварцитами. Эти толщи осадков образовались в результате неконсолидированной элювиальной седиментации аллювия и впоследствии были интрудированы гранитными плутонами. Как наблюдается в нескольких заброшенных или действующих золотых карьерах, последовательности обычно имеют базальный слой конгломерата, непосредственно перекрывающая толща осадков черного сланца. Конгломераты перекрыты песчаным слоем, который также перекрыт сапролитовыми и почвенным слоем соответственно (Рисунок 2-а и Рисунок 2-b).

Осадконакопление на исследуемой территории в основном связано с рекой Лом, которая является основным водным объектом, протекающим через Ломский бассейн. Она имеет несколько притоков и периодические стоки, которые активно разрушают окружающие возвышенности. Первичные золотоносные кварцевые жилы [4], включая другие интрузии, широко распространены на этих окружающих возвышенностях. Таким образом, огромное количество эрозионных обломков переносится с этих холмов и собирается в русле реки Лом для переноса и отложения вдоль ее русла и на пойме. Расположение кустарных и промышленных золотоносных участков в этом бассейне связано с различными единицами отложения, русловым или над береговым аллювием в долине реки Лом. Это может указывать на то, что главная река отдельно изменила русло.

Рисунок 2-а. Фотография, показывающая различные горизонты Марий 2: верхние слои почвы, сапролите, золотоносный песок и гравий.

Рисунок 2-b. Фотография, показывающая золотоносный гравийный слой карьера Марий 1: Полевые исследования.

Анализ количества золотых зерен и их размера

Концентраты тяжелой фракции из каждого горизонта были высушены в печи при 100°C, а магнитная фракция была удалена с помощью магнитного бруска. Затем проводился подсчет грамм золота немагнитных фракций с использованием бинокулярного стереоскопического микроскопа модели "Karl Zeiss Iena". Для определения размера зерен осадки и гравийный материал также высушивались в течение нескольких дней и просеивались с помощью сит разного диаметра. Затем эти отложения были отсортированы по размеру, форме и цвету.

Характеристика отложения осадочных толщ

После раскопок было вскрыто несколько вертикальных отложений, в которых были обнаружены отдельные слои неконсолидированного и плохо отсортированного песчано-гравийного материала. Слои не имеют признаков структурных признаков, таких как поперечное расслоение, что затрудняет правильное разграничение между различными единицами осадконакопления на исследуемой территории. Однако во всех участках преобладает характерная последовательность отложений. Мощность толщи обычно варьируется от 2,5 до 4,5 м (рисунок. 3). Гравийный слой, расположенный непосредственно над биотит-слюдяным сланцем (серия Лом), плохо отсортирован и меняется по размеру частиц от валунов (275 мм) до гальки (28–38 мм) и булыжников, смешанных с песком (0,9–1,5 мм) и илом (0,05–0,06 мм). Присутствие мелкозернистой ткани в базальном гравийном слое может быть объяснено после погружной инфильтрацией песка и ила [12] [1]. В этом слое преобладает кварц, с незначительными сульфидными минералами, такими как пирит, халькопирит и арсенопирит, присутствие которых в этом слое может указывать на предшественников Au (As, Fe, Cu). Подкругленная форма гальки может быть связана с транспортировкой на большие расстояния. Концентрация Au выше, чем в других слоях. Это подтверждает характер исходных пород, которые были изменены климатическими и климатическими процессами, а также влияние переноса и отложения осадков в районе исследования [12].

Базальный гравийный или конгломератный слой Au перекрывается плохо отсортированным песчаным слоем. Частицы ила (0,009–0,04 мм) песчаного слоя образуют почвенную массу, в которой преобладают округлые беловатые зерна кварцевого песка и фракции плагиоклаза (Ca, Na) с некоторым количеством гравия, а также полевого шпата (K), вероятно, выщелоченного из гранитных плутонов вдоль сдвиговой зоны Батури, Гаруа Булай Бетаре Оя [4].

Толстый красновато-коричневый сапролитовыми горизонт, богатый оксидами железа, образовавшийся в результате интенсивного выветривания, перекрывает песчаный слой. Сапролитовыми горизонт на всех участках шахты покрыт тонким слоем темно-серого верхнего слоя почвы, богатого органическими веществами.

Места добычи вдоль реки Мари в районе исследования расположены в заброшенных руслах рек, омутах, русловых смещенных отложениях и аллювиальных отложениях на берегах. Это свидетельствует об интенсивном изменении Au-содержащих протерозойских пород в районе Бетаре-Оя [1], за которым последовал речной перенос и осаждение [14].

Рисунок 3. Эскиз литологического профиля бассейна Бетаре-Оя.

Литологические единицы и наличие зерна Au

Из среднего количества золотых зерен во всех шурфах на исследуемой территории (Таблица 1) видно четкое различие между сапролитовыми, песчаным и гравийным (базальный конгломерат) горизонтами. Они соответствуют различным слоевым единицам, указанным в литолого-стратиграфическом каротаже (Рисунок 4) бассейна Бетаре-Оя.

Верхний сапролите имеет среднюю толщину 2 м и не дает Au. Только два образца дают по одному (01) зерну Au. Это может быть связано с интенсивным поверхностным изменением породы (сланца), связанным с высокой влажностью и теплыми климатическими условиями [12], которые полностью вымыли ценные элементы, включая Au.

На плавный переход между нижним сапролитом и слоем песка толщиной 1,5 м указывает регулярное количество зерен Au (1 грамм на тонн) для обоих горизонтов. Среднее содержание золота составляет 2 грамм на тонны в песчаном слое и может быть интерпретировано как частичное выщелачивание элементов из первичных минерализованных пород или из различных золотоносных кварцевых жил, обнаруженных в районе исследования, или как наличие свободных частиц Au в собранных образцах [15] [5].

Гравийный слой со средней толщиной 1,4 м является основным Au-продуктивным горизонтом (Рисунок 4). Его можно разделить на верхний слой (0,5 м) со средним содержанием 5 граммов на тонны Au (02 грамм Au/кг) и нижний слой (1 м) с наибольшим количеством содержанием Au, равно 34 грамма и 13 граммов/кг в отдельных обозах. Гравийный слой имеет низкое содержание Au в верхнем слое, в то время как высокое содержание Au отмечается в нижнем слое того же горизонта. Большая часть Au в районе исследования сохранилась в этом горизонте и может свидетельствовать о более раннем (послепротерозойском) периоде изменения, которые, вероятно, привел к растворению Au в ассоциации с сульфидами, кварцем и другими первичными минеральными отложения [12] [10].

Au минерализация наблюдается в песчаных и гравийных горизонтах, что предполагает определенный литологический контроль. Таким образом, получается, что Au в изобилии присутствует на глубине в районе исследования. Это подтверждает физическую и химическую условия образования Au в процессе вторичного осадконакопления [6]. Фактически, более устойчивые вторичные минералы, такие как Au, откладываются на дне бассейна под слоем сапролите и над свежей породой или коренной породой [8].

Таблица 1. Суммарное количество золотосодержащие толщ, подсчитанных в концентратах из различных слоев шурфов Марий 1–8.

Рисунок 4. Диаграмма, показывающая изменение количества Au в различных слоях литологического профиля Бетаре-Оя.

Заключения

Отложения в карьерах на исследуемой территории находятся на глубине от 2,5 до 4,5 м и состоят из неконсолидированного, плохо отсортированного песчано-гравийного материала. Типичный профиль состоит из 30–50 см слоя органического верхнего слоя почвы, под которым находится сапролитовыми горизонт толщиной 2 м, который покоится на 1,5 м песчаной части. Слой гравия с преобладанием кварца средней толщиной 1,4 м перекрывает биотит-слюдяной сланец послепротерозойского фундамента и состоит из валунов (275 мм), гальки и булыжников (28–38 мм), смешанных с песком (0,9–1,5 мм) и илом (0,05–0,06 мм).

Сапролите не содержит Au из-за изменения и выщелачивания ценных элементов, включая Au. Песчаный слой дает в среднем 02 грамм золота на кг рудного материала, полученного в результате частичного элементарного выщелачивания различных золотоносных кварцевых жил, обнаруженных на исследуемой территории.

Гравийный слой является основным Au-продуктивным горизонтом. Его верхний слой (0,4 м) содержит 05 граммов Au в исследуемых образцах (02 грамм Au/кг в рудном материале), а нижний слой (1 м) содержит до 34 грамм Au на исследуемых образцах и 13 граммов/кг в осадочном материале. Большая часть Au в исследуемой области этого горизонта может свидетельствовать о палео-протерозойском изменении, которое, вероятно, привело к растворению золотосодержащих минералов.

Au минерализация связана с глубокими песчаными и гравийными горизонтами с некоторым литологическим контролем и может быть важным фактором для будущей разведки Au на исследуемой территории. Концентрация Au на глубине обусловлена физической и химической изменения Au в среде вторичного процесса осадконакопления, где более стабильные вторичные минералы накапливаются в горячих, влажных и измененных зонах.

Список литературы

1. Butt, C.R.M. (1989) Gold Mobility in the Weathering Environment. International Conference on Prospecting in Arid Terrain, 2nd Part, Eastern Gold Fields, Australia.
2. Lerouge, C., Cocherie, A., Toteu, S.F., Penaye, J., Milési, J.P., Tchameni, R., Nsifa, E.N., Fanning, C.M. and Doloule, E. (2006) Shrimp U-Pb Zircon Age Evidence for Paleoproterozoic Sedimentation and 2.05Ga Syntectonic Plutonism in the Nyong Group, South-Western Cameroon. Consequences for the Eburnean-Transamazonian belt of NE Brazil and Central Africa. Journal of African Earth Sciences, 44, 413-427. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2005.11.010.
3. Bessoles, B. (1969) Synthèse simplifiée des connaissances sur la geologie du Cameroun. [Synopsys of Geology of Cameroon.] DMG Bulletin, 5, 187–218.
4. Suh, C.E., Lehmann, B. and Mafany, G.T. (2006) Geology and Geochemical Aspects of Lode Gold Mineralization at Dimako-Mboscorro, SE Cameroon. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 6, 295-309. https://doi.org/10.1144/1467-7873/06-110.
5. Nichol, CH.E. (1986) Exploration for Ore Deposits of the North American Cordillera. Journal of Exploration and Geochemistry, 25, 172–181.
6. Lawrence, M. (1990) Gold Deposits of the Archean Yilgarn Block, Western Australia: Supergene Gold Mineralization. In: Groves, D.A. and Bennett, J.M., Eds., Nature, Genesis and Exploration Guides, Australia, 157-167.
7. Deruelle, B. and Regnoult, J.M. (1983) Carte Tele-interpretative des linéaments de la République Unie du Cameroun au nord du 4e parallele (1/1,000,000). [Interpretation Map of Lineaments of United Republic of Cameroon at 4th Parallel (1/1 000,000).] Ministry of Mines and Energy Resources, DMG, Yaoundé.
8. Hassan Ali, H. (1999) Applications of Geochemical Parameters at the Gebeit Gold Mine Area, NE Sudan: Exploration Criteria and Environmental Impact. W&T Verlag, Berlin.
9. Fletcher, W.K. and Day, S.J. (1989) Behavior of Gold and Other Heavy Minerals in Drainage Sediments: Some Implications for Exploration Geochemical Surveys. Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy (Section B: Applied Earth Science), 98, 130-136.
10. Groves, D.I., Goldfarb, R.J., Gebre-Mariam, M., Hagemann, S.G. and Robert, F. (1998) Orogenic Gold Deposits: A Proposed Classification in the Context of Their Crustal Distribution and Relationship to Other Gold Deposit Types. Ore Geology Reviews, 13, 7–27. https://doi.org/10.1016/S0169-1368(97)00012-7.
11. Suh, C.E. and Lehmann, B. (2003) Morphology and Electron-Probe Microanalysis of Residual Gold Grains at Dimako, Southeast Cameroon. Neues Jahrbuch für Mineralogie Monatshefte, 6, 255–275. https://doi.org/10.1127/0028-3649/2003/2003-0255.
12. German, K., Schwartz, T. and Wipki, M. (1994) Mineral Deposit Formation in Phanerozoic Sedimentary Basins of North-East Africa: The Contribution of Weathering. Geologische Rundschau, 83, 187–198.
13. Gerard, G.J. (1954) Notice explicative de la feuille de Batouri-Est (1/500,000). [Notice on East-Batouri (1/500 000) geologic map.] DMG, Yaoundé.
14. Henley, R.W. and Adams, J. (1979) On the Evolution of Giant Gold Placers. Section B, 41–50, 88 p, Inst. Min. Metall., London.
15. Wang, W. and Poling, G.W. (1983) Methods for Recovering Fine Placer Gold. CIM Bulletin, 76, 47–56.
16. Toteu, S.F., Van Schmus, W.R., Penaye, J. and Nyobé, J.B. (1994) U-Pb and Sm-Nd Evidence for Eburnean and Pan-African High-Grade Metamorphism in Cratonic Rocks of Southern Cameroon. Precambrian Research, 108, 45–73. https://doi.org/10.1016/S0301-9268(00)00149-2.
17. Cassidy, K.F. (1997) Granitoid-Hosted Gold Deposits in the Eastern Yilgarn Craton. In: Cassidy, K.F., Whitaker, A.J., Liu, S.F., Eds., Kalgorlie 97: An International Conference on Crustal Evolution, Metallogeny, and Exploration of the Yilgarn Craton—An Update, Australian Geological Survey, Camberra, 131-136.
18. Toteu, S.F., Penaye, J. and Poudjom Djomani, Y. (2004) Geodynamic Evolution of the Pan-African Belt in Central Africa with Special Reference to Cameroon. Canadian Journal of Earth Sciences, 41, 73–85. https://doi.org/10.1139/e03-079.
19. Gazel, J., Hourcq, V. and Nickles, M. (1956) Reference Notice on 1/1,000,000 Geologic Map of Cameroon. Service Bulletin of Mines and Geology, 2, Yaoundé.